(57)【要約】【課題】  各感熱発色層毎に最も伝熱効率の良い接触状態で発熱素子アレイを記録紙に接触させて画質を向上させたカラー感熱プリンタを提供する。【解決手段】  カラー感熱プリンタは、プラテンローラ１６の回転中心と発熱素子１５ｂの中心とのオフセット量を各色の記録毎に変更するオフセット変更機構を備えている。このオフセット変更機構は、イエロー感熱発色層に熱記録する時に、サーマルヘッド１５をオフセット量ＯＳ１となる位置に移動させ、マゼンタ感熱発色層に熱記録する時に、オフセット量ＯＳ２となる位置に移動させ、シアン感熱発色層に熱記録する時に、オフセット量ＯＳ３となる位置に移動させる。また、各オフセット量ＯＳ１，ＯＳ２，ＯＳ３は、ＯＳ１＞ＯＳ２＞ＯＳ３となるように調整される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを有し、少なくとも３色の感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙に前記発熱素子アレイを圧接させて熱記録するサーマルヘッドと、前記発熱素子アレイと対向する位置に配置され前記カラー感熱記録紙を裏面から支持するプラテンローラとを備え、各色の感熱発色層を面順次に発色させてフルカラー画像を記録するカラー感熱プリンタにおいて、
前記プラテンローラの回転軸の中心と前記発熱素子の中心との間のオフセット量を変更するオフセット変更手段を備え、前記オフセット量を各色の記録毎に変更することを特徴とするカラー感熱プリンタ。
【請求項２】
前記オフセット変更手段は、前記プラテンローラに対して前記サーマルヘッドの位置を前記カラー感熱記録紙の搬送方向に沿って移動させることにより前記オフセット量を変更することを特徴とする請求項１記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項３】
前記オフセット変更手段は、前記発熱素子アレイの中心を前記プラテンローラの回転軸の中心よりも前記カラー感熱記録紙の搬送方向上流側で移動させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のカラー感熱プリンタ。
【請求項４】
前記感熱記録紙は、支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層が順次層設されており、前記オフセット変更手段は、前記イエロー感熱発色層に熱記録を行う時に、前記発熱素子中心に対して前記プラテンローラの回転軸の中心が最も搬送方向下流側、前記シアン感熱発色層に熱記録を行う時に、最も搬送方向上流側となるように前記オフセット量を変更することを特徴とすることを請求項１ないし請求項３のいずれか記載のカラー感熱プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の発熱素子をライン状に配列した発熱素子アレイを有するサーマルヘッドを用いて、カラー感熱記録紙にフルカラー画像を記録するカラー感熱プリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の発熱素子をライン状に配列した発熱素子アレイを有し、この発熱素子アレイをカラー感熱記録紙に圧接させて熱記録するサーマルヘッドと、発熱素子アレイと対向する位置に配置され、カラー感熱記録紙を裏面から支持するプラテンローラとを備え、サーマルヘッドに対してカラー感熱記録紙を移動させながら、各色の感熱発色層を面順次に発色させてフルカラー画像を記録するカラー感熱プリンタが知られている。
【０００３】
しかし、カラー感熱記録紙がプラテンローラによって発熱素子アレイに押し付けられていても、発熱素子アレイとカラー感熱記録紙との接触状態は、張力変動や、プラテンローラの回転ムラや、押圧変動等によって不安定となって発色濃度が変動するという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、プラテンローラの回転軸の中心に対して発熱素子アレイの中心が所定のオフセット量となるようにサーマルヘッドを配置して、発熱素子アレイとカラー感熱記録紙との接触状態を安定させたカラー感熱プリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献１に記載のカラー感熱プリンタでは、シアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層が支持体上に順次層設されたカラー感熱記録紙を用いている。しかし、これらの各感熱発色層では伝熱状態が異なる。つまり、図６に示すように各感熱発色層毎に発熱素子アレイがカラー感熱記録紙に接触する接触幅が異なるため、接触幅に応じて各色感熱発色層における最も伝熱効率の良い接触状態は独立に存在する。
【０００６】
さらに、各感熱発色層は、それぞれ熱感度が異なっており、図７に示すように、再下層にあるシアン感熱発色層の熱感度が最も低く、最上層にあるイエロー感熱発色層の熱感度が最も高く、マゼンタ感熱発色層の熱感度は、これらの感熱発色層の中間程度である。このため、特許文献１に記載のカラー感熱プリンタでは、マゼンタ感熱発色層の濃度中心で最も伝熱効率が良くなるように、プラテンローラの回転軸の中心と発熱素子アレイの中心との間のオフセット量を決定している。
【特許文献１】特開平１１−７８０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、イエロー感熱発色層の低濃度からシアン感熱発色層の高濃度までのエネルギーレンジは非常に広いため、上記特許文献１に記載されているように１つのオフセット量で代表させると、全ての感熱発色層に対して最も伝熱効率の良い接触状態にすることが困難であり、画質を向上させることが難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、各感熱発色層毎に最も伝熱効率の良い接触状態で、発熱素子アレイとカラー感熱記録紙とを接触させて画質を向上させたカラー感熱プリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のカラー感熱プリンタは、多数の発熱素子がライン状に配列された発熱素子アレイを有し、少なくとも３色の感熱発色層が層設されたカラー感熱記録紙に前記発熱素子アレイを圧接させて熱記録するサーマルヘッドと、前記発熱素子アレイと対向する位置に配置され前記カラー感熱記録紙を裏面から支持するプラテンローラとを備え、各色の感熱発色層を面順次に発色させてフルカラー画像を記録するカラー感熱プリンタであり、前記プラテンローラの回転軸の中心と前記発熱素子の中心との間のオフセット量を変更するオフセット変更手段を備え、前記オフセット量を各色の記録毎に変更することを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記オフセット変更手段は、前記プラテンローラに対して前記サーマルヘッドの位置を前記カラー感熱記録紙の搬送方向に沿って移動させることにより前記オフセット量を変更することが好ましい。
【００１１】
さらに、前記オフセット変更手段は、前記発熱素子アレイの中心を前記プラテンローラの回転軸の中心よりも前記カラー感熱記録紙の搬送方向上流側で移動させることが好ましい。
【００１２】
また、前記感熱記録紙は、支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層が順次層設されており、前記オフセット変更手段は、前記イエロー感熱発色層に熱記録を行う時に、前記発熱素子中心に対して前記プラテンローラの回転軸の中心が最も搬送方向下流側、前記シアン感熱発色層に熱記録を行う時に、最も搬送方向上流側となるように前記オフセット量を変更することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカラー感熱プリンタによれば、プラテンローラの回転軸の中心と発熱素子の中心との距離であるオフセット量を各色の記録毎に変更することにより、最も伝熱効率の良い接触状態で発熱素子アレイをカラー感熱記録紙に接触させることが可能であり、画質（粒状性等）を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示すカラー感熱プリンタ２は、カラー感熱記録紙（以下、単に記録紙と称する）１０を図中送り方向と戻し方向とに往復搬送しながら、フルカラー画像の熱記録を行う。図２に示すように、記録紙１０は、支持体１０ａ上にシアン感熱発色層１０ｂ、マゼンタ感熱発色層１０ｃ、イエロー感熱発色層１０ｄ、及び保護層１０ｅが順次層設された構造となっている。最上層となるイエロー感熱発色層１０ｄは、熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。また、最下層となるシアン感熱発色層１０ｂは、熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。
【００１５】
イエロー感熱発色層１０ｄは、波長が約４２０ｎｍ付近の青紫色の光であるＹ（イエロー）用定着光が照射されたときに発色能力が消失する。また、マゼンタ感熱発色層１０ｃは、イエロー感熱発色層１０ｄとシアン感熱発色層１０ｂとの中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、波長が約３６５ｎｍ付近の近紫外線であるＭ（マゼンタ）用定着光が照射されたときに発色能力が消失する。
【００１６】
カラー感熱プリンタ２には、長尺の記録紙１０をロール状に巻いた記録紙ロール１１がセットされる。記録紙ロール１１の外周面には、搬送モータ１２によって回転される給紙ローラ１３が当接している。搬送モータ１２はステッピングモータであり、モータドライバ１４から入力される駆動パルスによって駆動される。
【００１７】
給紙ローラ１３が図中反時計方向に回転すると、記録紙ロール１１は図中時計方向に回転され、記録紙１０が記録紙ロール１１から送り出される。逆に、給紙ローラ１３が図中時計方向に回転されると、記録紙ロール１１は図中反時計方向に回転され、記録紙１０は記録紙ロール１１に巻き戻される。
【００１８】
記録紙ロール１１の送り方向下流側には、サーマルヘッド１５が配置されている。このサーマルヘッド１５は、図３に示すように、多数の発熱素子１５ｂを主走査方向に沿ってライン状に配列した発熱素子アレイ１５ａを上面１５ｃ上に備えている。
【００１９】
また、発熱素子アレイ１５ａと対向する位置には、記録紙１０を裏面から支持するプラテンローラ１６が配置されている。プラテンローラ１６は、記録紙１０の搬送に応じて従動回転し、記録紙１０と発熱素子アレイ１５ａとの接触状態を安定させる。記録紙１０は、サーマルヘッド１５とプラテンローラ１６とによって挟持されることによって、発熱素子アレイ１５ａと圧接される。
【００２０】
発熱素子アレイ１５ａは、記録紙１０が送り方向に搬送される際に、システムコントローラ２０からヘッドドライバ２１に入力された駆動データに基づいて、記録する画像の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）及びその濃度（階調値）に応じた所定の温度に発熱される。これにより、記録紙１０の記録エリアにおける特定の感熱発色層が１ラインずつ発色される。
【００２１】
サーマルヘッド１５は、図示しないヘッド移動機構により、記録紙１０に発熱素子アレイ１５ａを圧接させて印画を行う圧接位置と、記録紙１０から離れてプラテンローラ１６との間に隙間を形成する退避位置との間で移動自在にされている。なお、サーマルヘッド１５を移動させずに、プラテンローラ１６を圧接位置と退避位置との間で移動自在にしても良い。
【００２２】
また、サーマルヘッド１５は、プラテンローラ１６の回転軸の中心Ｐ１を通ってサーマルヘッド１５と直交する垂線Ｌ１と発熱素子１５ｂの中心線Ｌ２との距離（副走査方向のズレ量）であるオフセット量（図５参照）を変更するオフセット変更機構１７によって、副走査方向（記録紙１０の搬送方向）に沿って前後に移動される。
【００２３】
サーマルヘッド１５の送り方向下流側には、搬送ローラ対２２が配置されている。搬送ローラ対２２は、搬送モータ１２によって回転されるキャプスタンローラ２２ａと、このキャプスタンローラ２２ａに圧接するピンチローラ２２ｂとからなり、記録紙１０を図中送り方向と戻し方向とに往復搬送する。
【００２４】
搬送ローラ対２２の送り方向下流側には、記録紙１０の記録面に対面して光定着器２３が配置されている。光定着器２３は、発光ピーク波長が４２０ｎｍ付近の青紫色の光であるＹ用定着光を放射してイエロー感熱発色層１０ｄを定着するイエロー用定着光源２３ａと、発光ピーク波長が３６５ｎｍ付近の近紫外線であるＭ用定着光を放射してマゼンタ感熱発色層１０ｃを定着するマゼンタ用定着光源２３ｂと、これらの光源２３ａ，２３ｂからの光を記録紙１０に向けて反射させるリフレクタ２３ｃとからなる。各光源２３ａ，２３ｂは、ランプドライバ２４によって駆動される。
【００２５】
また、光定着器２３の送り方向下流側には、記録紙１０を所定のプリントサイズにカットするカッター２５、排紙ローラ対２６、及び排紙口２７が順に設けられている。排紙ローラ対２６は、搬送モータ１２によって回転されるキャプスタンローラ２６ａと、このキャプスタンローラ２６ａに圧接するピンチローラ２６ｂとからなる。画像記録済みの記録紙１０がカッター２５によって所定のプリントサイズにカットされると、排紙ローラ対２６によって排紙口２７から外部に排出される。
【００２６】
前述のオフセット変更機構１７は、例えば、図４に示すように、サーマルヘッド１５を保持する保持部材３１と、この保持部材３１に対して回転自在に設けられた回転軸３２と、回転軸３２に設けられた２つのギア３３ａ，３３ｂと、これらのギア３３ａ，３３ｂと噛合して回転軸３２の移動をガイドする２つのガイドレール３４と、回転軸３２の一端に設けられたギア３５と、このギア３５と噛合するギア３６を回転駆動するモータ３７とを備えて構成されている。
【００２７】
保持部材３１は略円柱形状にされており、その上部には切欠き３１ａが形成されている。サーマルヘッド１５は、２本のボルト３１ｂで切欠き３１ａに固定されている。また、保持部材３１には、ベアリング３８を介して前述の回転軸３２が回転自在に設けられており、２つのギア３３ａ，３３ｂは、保持部材３１を挟んで両側に配置されている。
【００２８】
ガイドレール３４は、プリンタ本体の筐体に設けられた板状部材に形成された開口であり、副走査方向（記録紙１０の搬送方向）に沿って形成されている。また、ガイドレール３４の内面には、２つのギア３３ａ，３３ｂと噛合する複数の歯３４ａが形成されている。
【００２９】
ギア３５は、モータ３７によってギア３６が回転駆動された時に回転して、回転軸３２がガイドレール３４に沿って移動する。これにより、サーマルヘッド１５が副走査方向（記録紙１０の搬送方向）に沿って前後に移動する。また、モータ３７はステッピングモータであり、前述のシステムコントローラ２０によって回転量が制御されて、サーマルヘッド１５を所定のオフセット位置に移動させる。
【００３０】
このオフセット変更機構１７は、プラテンローラ１６の回転軸の中心Ｐ１よりも搬送方向上流側で発熱素子アレイ１５ａを移動させる。オフセット変更機構１７は、イエロー感熱発色層１０ｄに熱記録する時に、図５（Ａ）に示すように、オフセット量ＯＳ１となる位置、すなわち、発熱素子１５ｂの中心線Ｌ２に対してプラテンローラの回転軸の中心Ｐ１が最も搬送方向下流側となる位置にサーマルヘッド１５を移動させる。この時、発熱素子アレイ１５ａと記録紙１０との接触領域の幅、つまり、記録紙１０が発熱素子アレイ１５ａから剥離する点である上流側剥離点Ｐ２及び下流側剥離点Ｐ３間の距離である接触幅が、幅Ｗ１となる。
【００３１】
また、オフセット変更機構１７は、マゼンタ感熱発色層１０ｃに熱記録する時に、図５（Ｂ）に示すように、オフセット量ＯＳ１よりも小さなオフセット量ＯＳ２となる位置にサーマルヘッド１５を移動させる。この時、接触幅は、幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２となる。
【００３２】
さらに、オフセット変更機構１７は、シアン感熱発色層１０ｂに熱記録する時に、図５（Ｃ）に示すように、オフセット量ＯＳ２よりも小さなオフセット量ＯＳ３となる位置、すなわち、発熱素子１５ｂの中心線Ｌ２に対してプラテンローラの回転軸の中心Ｐ１が最も搬送方向上流側となる位置にサーマルヘッド１５を移動される。この時、接触幅は、幅Ｗ２よりも大きな幅Ｗ３となる。
【００３３】
つまり、各感熱発色層１０ｂ〜１０ｄへ熱記録する時に、各オフセット量ＯＳ１，ＯＳ２．ＯＳ３は、ＯＳ１＞ＯＳ２＞ＯＳ３にされ、各接触幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３にされる。
【００３４】
なお、オフセット変更機構１７は、上記構成に限らず、ステッピングモータの代わりに、ＤＣモータを使用しても良い。この場合、回転位置を制御するために、原点位置を検出するセンサと、エンコーダとを設ければ良い。また、オフセット変更機構１７は、モータやカム等によってサーマルヘッド１５を移動させる構成でも良い。
【００３５】
次に、上記構成を有するカラー感熱プリンタ２の作用について説明する。カラー感熱プリンタ２において、プリント開始操作がなされると、搬送モータ１２の駆動により給紙ローラ１３が回転を開始する。給紙ローラ１３は、図中反時計方向に回転して、記録紙ロール１１から記録紙１０を送り出す。
【００３６】
記録紙１０の先端部が、搬送ローラ対２２にニップされると、搬送ローラ対２２のキャプスタンローラ２２ａは、搬送モータ１２によって送り方向に回転され、記録紙１０を記録紙ロール１１から引き出して送り方向に搬送する。この時、システムコントローラ２０がオフセット変更機構１７を制御して、図５（Ａ）に示すように、オフセット量ＯＳ１となる位置にサーマルヘッド１５を移動させる。記録紙１０の記録エリアの先端が発熱素子アレイ１５ａに到達すると、搬送モータ１２の回転が一旦停止される。さらに、サーマルヘッド１５がシフト機構によって圧接位置に移動され、発熱素子アレイ１５ａが記録紙１０に圧接する。
【００３７】
この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０が送り方向に搬送されながら、ヘッドドライバ２１に入力された駆動データに基づいて発熱された発熱素子アレイ１５ａによって、記録紙１０のイエロー感熱発色層１０ｄにイエロー画像が記録される。この時、発熱素子アレイ１５ａと記録紙１０との接触幅は、幅Ｗ１となっている。
【００３８】
イエロー画像の記録が完了すると、記録画像の後端が光定着器２２のイエロー用定着光源２３ａに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。この時、サーマルヘッド１５がシフト機構によって退避位置に移動され、プラテンローラ１６とによる記録紙１０のニップが解除される。その後、ランプドライバ２４によりイエロー用定着光源２３ａが点灯される。その後、搬送モータ１２が戻し方向に回転されて記録紙１０が戻し方向に搬送されながら、画像記録済みのイエロー感熱発色層１０ｄにＹ用定着光が照射されて定着される。
【００３９】
イエロー感熱発色層１０ｄの定着後、システムコントローラ２０がオフセット変更機構１７を制御して、図５（Ｂ）に示すように、オフセット量ＯＳ２となる位置にサーマルヘッド１５を移動させる。その後、記録画像の先端が発熱素子アレイ１５ａに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。さらに、サーマルヘッド１５がシフト機構によって圧接位置に移動され、発熱素子アレイ１５ａが記録紙１０に圧接して、発熱素子アレイ１５ａとプラテンローラ１６との間で記録紙１０がニップされる。
【００４０】
この状態で再び搬送モータ１２が駆動され、記録紙１０が送り方向に搬送されながら、記録紙１０のマゼンタ感熱発色層１０ｃにマゼンタ画像が記録される。この時、発熱素子アレイ１５ａと記録紙１０との接触幅は、幅Ｗ２となっている。
【００４１】
マゼンタ画像の記録が完了すると、記録画像の後端が光定着器２２のマゼンタ用定着光源２３ｂに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。そして、イエロー画像定着時と同様に、ランプドライバ２４によりマゼンタ用定着光源２３ｂが点灯される。その後、搬送モータ１２が戻し方向に回転されて記録紙１０が戻し方向に搬送されながら、画像記録済みのマゼンタ感熱発色層１０ｃにＭ用定着光が照射されて定着される。
【００４２】
マゼンタ感熱発色層１０ｃの定着後、システムコントローラ２０がオフセット変更機構１７を制御して、図５（Ｃ）に示すように、オフセット量ＯＳ３となる位置にサーマルヘッド１５を移動させる。その後、記録画像の先端が発熱素子アレイ１５ａに対面する位置まで搬送され、搬送モータ１２の回転が停止される。さらに、サーマルヘッド１５がシフト機構によって圧接位置に移動され、発熱素子アレイ１５ａが記録紙１０に圧接して、発熱素子アレイ１５ａとプラテンローラ１６との間で記録紙１０がニップされる。そして、イエロー、マゼンタ画像記録時と同様に、記録紙１０が送り方向に搬送されながら、シアン感熱発色層１０ｂにシアン画像が記録される。この時、発熱素子アレイ１５ａと記録紙１０との接触幅は、幅Ｗ３となっている。
【００４３】
シアン画像記録後、記録紙１０は搬送ローラ対２２により送り方向に搬送され、カッター２５により所定のプリントサイズに切断された後、排紙ローラ対２６により排紙口２７から外部に排出される。
【００４４】
このように、オフセット量を各色の記録毎に変更することにより、最も伝熱効率の良い接触状態で発熱素子アレイ１５ａを記録紙１０に接触させることが可能であり、画質（粒状性等）を向上させることができる。また、マゼンタ感熱発色層に最適なオフセット量を代表させて、オフセット量を固定した場合と比較して、設計マージン及び自由度を確保することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態において、オフセット変更手段がサーマルヘッドの位置を移動させてオフセット量を変更する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、オフセット変更手段がプラテンローラの位置を移動させてオフセット量を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】カラー感熱プリンタの構成を示す側面概略図である。
【図２】記録紙の構成を示す断面図である。
【図３】サーマルヘッドの構成を示す斜視図である。
【図４】オフセット変更機構の構成を示す斜視図である。
【図５】各色の記録時のオフセット量を示す説明図である。
【図６】印加エネルギーと接触幅との関係を示すグラフである。
【図７】印加エネルギーと濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
２  カラー感熱プリンタ
１０  記録紙
１５  サーマルヘッド
１５ａ  発熱素子アレイ
１５ｂ  発熱素子
１６  プラテンローラ
１７  オフセット変更機構
２２  搬送ローラ対
Ｐ１  中心
Ｐ２  上流側剥離点
Ｐ３  下流側剥離点
ＯＳ１，ＯＳ２，ＯＳ３  オフセット量
Ｗ１〜Ｗ３  接触幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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